Abstract

We propose an optical interconnect system for chip-to-chip communication using gold bond wires as a two wire waveguide. Here the loss of such a waveguide is determined for near-IR wavelengths, for different wire sizes and configurations, and show that we can achieve transmission loss coefficients less than 0.4 mm−1 (1.7 dB/mm) making chip-to-chip optical communication possible using two-wire transmission lines made of standard gold bond wires. Such an optical waveguide scheme would greatly simplify inter-chip optical communication compared with existing waveguide concepts.

© 2013 OSA

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. A. B. Miller and H. M. Ozaktas, “Limit to the bit-rate capacity of electrical interconnects from the aspect ratio of the system architecture,” J. Parallel Distrib. Comput.41(1), 42–52 (1997).
    [CrossRef]
  2. J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).
  3. D. A. B. Miller, “Rationale and challenges for optical interconnects to electronic chips,” Proc. IEEE88(6), 728–749 (2000).
    [CrossRef]
  4. D. A. B. Miller, “Physical reasons for optical interconnection,” J. Optoelectron.11, 155–168 (1997).
  5. L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).
  6. C. Gunn, “CMOS photonics for high-speed interconnects,” IEEE Micro26(2), 58–66 (2006).
    [CrossRef]
  7. B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
    [CrossRef]
  8. J. T. Kim, J. J. Ju, S. Park, M. S. Kim, S. K. Park, and M. H. Lee, “Chip-to-chip optical interconnect using gold long-range surface plasmon polariton waveguides,” Opt. Express16(17), 13133–13138 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. H. Pahlevaninezhad, T. E. Darcie, and B. Heshmat, “Two-wire waveguide for terahertz,” Opt. Express18(7), 7415–7420 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. T. T. Wu, “Theory of the dipole antenna and the two wire transmission line,” J. Math. Phys.2(4), 550 (1961).
    [CrossRef]
  11. M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
    [CrossRef]
  12. J. D. Jackson, Classical electrodynamics, 3rd ed. (John Wiley & Sons, 1999), pp. 352–356.
  13. D. W. Lynch and W. R. Hunter, “Metals,” in Handbook of Optical Constants of Solids, E.D. Palik, ed. (Academic, 1998).

2010 (1)

2009 (1)

M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

2006 (3)

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

C. Gunn, “CMOS photonics for high-speed interconnects,” IEEE Micro26(2), 58–66 (2006).
[CrossRef]

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

2000 (1)

D. A. B. Miller, “Rationale and challenges for optical interconnects to electronic chips,” Proc. IEEE88(6), 728–749 (2000).
[CrossRef]

1997 (2)

D. A. B. Miller, “Physical reasons for optical interconnection,” J. Optoelectron.11, 155–168 (1997).

D. A. B. Miller and H. M. Ozaktas, “Limit to the bit-rate capacity of electrical interconnects from the aspect ratio of the system architecture,” J. Parallel Distrib. Comput.41(1), 42–52 (1997).
[CrossRef]

1984 (1)

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

1961 (1)

T. T. Wu, “Theory of the dipole antenna and the two wire transmission line,” J. Math. Phys.2(4), 550 (1961).
[CrossRef]

Analui, B.

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

Athale, R. A.

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

Baks, C. W.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Bour, D. P.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Budd, R. A.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Chiniwalla, P.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Dangel, R.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Darcie, T. E.

Doany, F. E.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Dolfi, D. W.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Goodman, J. W.

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

Guckenberger, D.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

Gunn, C.

C. Gunn, “CMOS photonics for high-speed interconnects,” IEEE Micro26(2), 58–66 (2006).
[CrossRef]

Hedge, S.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Heshmat, B.

Horst, F.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

John, R. A.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Ju, J. J.

Kash, J. A.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Kim, J. T.

Kim, M. S.

Kucharski, D.

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Kuchta, D. M.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Kung, S. Y.

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

Kwark, Y. H.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Lee, M. H.

Leonberger, F. J.

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

Libsch, F. R.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Lin, C. K.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Mbonye, M.

M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
[CrossRef]

Mendis, R.

M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
[CrossRef]

Miller, D. A. B.

D. A. B. Miller, “Rationale and challenges for optical interconnects to electronic chips,” Proc. IEEE88(6), 728–749 (2000).
[CrossRef]

D. A. B. Miller, “Physical reasons for optical interconnection,” J. Optoelectron.11, 155–168 (1997).

D. A. B. Miller and H. M. Ozaktas, “Limit to the bit-rate capacity of electrical interconnects from the aspect ratio of the system architecture,” J. Parallel Distrib. Comput.41(1), 42–52 (1997).
[CrossRef]

Mittleman, D. M.

M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
[CrossRef]

Narasimha, A.

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

Nyikal, H.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Nystrom, M.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Offrein, B. J.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Ozaktas, H. M.

D. A. B. Miller and H. M. Ozaktas, “Limit to the bit-rate capacity of electrical interconnects from the aspect ratio of the system architecture,” J. Parallel Distrib. Comput.41(1), 42–52 (1997).
[CrossRef]

Pahlevaninezhad, H.

Park, S.

Park, S. K.

Patel, C. S.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Pepeljugoski, P. K.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Rosner, J.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Schares, L.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Schaub, J. D.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Schow, C. L.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Schuster, C.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Shan, L.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Tan, M. R. T.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Tandon, A.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Trewhella, J. M.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Trott, G. R.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Tsang, C. K.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Watson, T. J.

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

Wu, T. T.

T. T. Wu, “Theory of the dipole antenna and the two wire transmission line,” J. Math. Phys.2(4), 550 (1961).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

M. Mbonye, R. Mendis, and D. M. Mittleman, “A terahertz two-wire waveguide with low bending loss,” Appl. Phys. Lett.95(23), 233506 (2009).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

L. Schares, T. J. Watson, J. A. Kash, F. E. Doany, C. L. Schow, C. Schuster, D. M. Kuchta, P. K. Pepeljugoski, J. M. Trewhella, C. W. Baks, R. A. John, L. Shan, Y. H. Kwark, R. A. Budd, P. Chiniwalla, F. R. Libsch, J. Rosner, C. K. Tsang, C. S. Patel, J. D. Schaub, R. Dangel, F. Horst, B. J. Offrein, D. Kucharski, D. Guckenberger, S. Hedge, H. Nyikal, C. K. Lin, A. Tandon, G. R. Trott, M. Nystrom, D. P. Bour, M. R. T. Tan, and D. W. Dolfi, “Terabus: terabit/second-class card-level optical interconnect technologies,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.12(5), 1032–1044 (2006).

IEEE J. Solid-State Circuits (1)

B. Analui, D. Guckenberger, D. Kucharski, and A. Narasimha, “A fully integrated 20-Gb/s optoelectronic transceiver implemented in a standard 0.13-µm CMOS SOI technology,” IEEE J. Solid-State Circuits41, 2945–2955 (2006).
[CrossRef]

IEEE Micro (1)

C. Gunn, “CMOS photonics for high-speed interconnects,” IEEE Micro26(2), 58–66 (2006).
[CrossRef]

J. Math. Phys. (1)

T. T. Wu, “Theory of the dipole antenna and the two wire transmission line,” J. Math. Phys.2(4), 550 (1961).
[CrossRef]

J. Optoelectron. (1)

D. A. B. Miller, “Physical reasons for optical interconnection,” J. Optoelectron.11, 155–168 (1997).

J. Parallel Distrib. Comput. (1)

D. A. B. Miller and H. M. Ozaktas, “Limit to the bit-rate capacity of electrical interconnects from the aspect ratio of the system architecture,” J. Parallel Distrib. Comput.41(1), 42–52 (1997).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Proc. IEEE (2)

J. W. Goodman, F. J. Leonberger, S. Y. Kung, and R. A. Athale, “Optical interconnections for VLSI systems,” Proc. IEEE72(7), 850–866 (1984).

D. A. B. Miller, “Rationale and challenges for optical interconnects to electronic chips,” Proc. IEEE88(6), 728–749 (2000).
[CrossRef]

Other (2)

J. D. Jackson, Classical electrodynamics, 3rd ed. (John Wiley & Sons, 1999), pp. 352–356.

D. W. Lynch and W. R. Hunter, “Metals,” in Handbook of Optical Constants of Solids, E.D. Palik, ed. (Academic, 1998).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (6)

Fig. 1
Fig. 1

Bond wires as transmission lines for chip to chip communication setup

Fig. 2
Fig. 2

Two wire diagram

Fig. 3
Fig. 3

Magnetic field magnitude.

Fig. 4
Fig. 4

Loss coefficient vs. center to center spacing for 3 µm wavelength (DC analysis).

Fig. 5
Fig. 5

Loss coefficient vs. center to center spacing for 3 µm wavelength (AC analysis).

Fig. 6
Fig. 6

Loss coefficient vs. wavelength for a wire radius of 15 µm and center to center spacing of 60 microns.

Equations (19)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

V(x,y)=Aln( r1 r2 ).
s= d 2 R 2 .
Ex= dV(x,y) dx =A 4s( x 2 s 2 y 2 ) ( s 2 2sx+ x 2 + y 2 )( s 2 +2sx+ x 2 + y 2 ) ,
Ey= dV(x,y) dy =A 8sxy ( s 2 2sx+ x 2 + y 2 )( s 2 +2sx+ x 2 + y 2 ) .
×H=j+ε E t = σ real E+ ε real E t =( σ real iω ε real )E.
×H=iω ε rel ε 0 E=σE,
E,H e ξ/δ e iξ/δ ,
1 δ = ωμ σ 0 2 .
1 δ = ωμ[iω ε 0 ( ε r +i ε r )] 2 = ωn 2c (1i),
E,H e ξω( n r +i n i ) 2c (1i) e i ξω( n r +i n i ) 2c (1i) = e ξω n i c e i ξω n r c = e ξ2π n i λ e i ξ2π n r λ .
δ AC = λ 2π n i .
H c = H || e ξ2π n i λ e i ξ2π n r λ .
n ξ .
E c =(1i) μω 2σ H || e ξ2π n i λ e i ξ2π n r λ =(1i) μ 2i ε 0 n 2 H || e ξ2π n i λ e i ξ2π n r λ = η 0 n H || e ξ2π n i λ e i ξ2π n r λ ,
P A = 1 2 Re{ E c H c * }.
P loss length | AC = η 0 n r 2( n r 2 + n i 2 ) | H || | 2 dl.
P loss length | DC = μ 0 ω 8 σ 0 | H || | 2 dl.
α= P loss /length P 0 .
P 0 = 1 2 Re{ s (E×H* )ds}.

Metrics